DE1956055A1 - Halterungsvorrichtung aus Graphit zur Erzeugung isothermer Temperaturverteilungen auf mittels Hochfrequenzenergie erhitzten,epitaktischen Prozessen zu unterwerfenden Halbleiterplaettchen - Google Patents

Halterungsvorrichtung aus Graphit zur Erzeugung isothermer Temperaturverteilungen auf mittels Hochfrequenzenergie erhitzten,epitaktischen Prozessen zu unterwerfenden Halbleiterplaettchen

Info

Publication number
DE1956055A1
DE1956055A1 DE19691956055 DE1956055A DE1956055A1 DE 1956055 A1 DE1956055 A1 DE 1956055A1 DE 19691956055 DE19691956055 DE 19691956055 DE 1956055 A DE1956055 A DE 1956055A DE 1956055 A1 DE1956055 A1 DE 1956055A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
semiconductor
platelets
semiconductor wafers
graphite
treated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19691956055
Other languages
English (en)
Other versions
DE1956055B2 (de
DE1956055C3 (de
Inventor
Wnite Jun William Henry
Andrea Spiro
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of DE1956055A1 publication Critical patent/DE1956055A1/de
Publication of DE1956055B2 publication Critical patent/DE1956055B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE1956055C3 publication Critical patent/DE1956055C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02Epitaxial-layer growth
    • C30B25/12Substrate holders or susceptors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B31/00Diffusion or doping processes for single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure; Apparatus therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B35/00Apparatus not otherwise provided for, specially adapted for the growth, production or after-treatment of single crystals or of a homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B9/00Ceilings; Construction of ceilings, e.g. false ceilings; Ceiling construction with regard to insulation
    • E04B9/18Means for suspending the supporting construction
    • E04B9/20Means for suspending the supporting construction adjustable

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)

Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Maachinen Geaelhdiaft mbH
Böblingen, 4. November 1969 si-sc
Anmelderin: International Business Machines
Corporation, Armonk, N.Y. 10504
Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung
Aktenzeichen der Anmelderin: Docket FI 968 020
Halterungsvorrichtung aus Graphit zur Erzeugung isothermer Temperaturyerteilungen auf mittels Hochfrequenzenergie erhitzten, epitaktischen Prozessen zu unterwerfenden Halblei terplättchen . -
Die vorliegende Erfindung erstreckt sich auf eine Halterungsvorrichtung aus Graphit zur Erzeugung isothermer Temperatur-Verteilungen auf mittels Hochfrequenzenergie erhitzten, epitaktischen Prozessen zu unterwerfenden Halbleiterplättchen. Die Vorrichtung dient als Unterlage bzw. zum Haltern von Plättchen aus kristallinem Halbleitermaterial, z.B. aus Silicium während der Fabrikation beispielsweise von Halbleiterbauelementen, insbesondere während der Verfahrensschritte, in denen höhere Temperaturen zur Durchführung epitaktischer Aufwachsprozesse angewendet werden.
009823/1681
Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen und von integrierten Schaltungen erstreckt sich die Prozeßführung auf verhältnismäßig kleine Halbleiterplättchen, welche etwa einen Durchmesser von 1,3 cm - 2,0 cm besitzen. Die Herstellung des Plättchens selbst und seine Formgebung gehören nicht zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Eine bereits weitgehend entwickelte konventionelle Methode bei der Herstellung von integrierten Schaltungen betrifft die Abscheidung ausgewählter Materialien aus dem gasförmigen Zustand auf ausgewählte Oberflächeribereiche eines jeweils zu behandelnden HaIbleiterplättchens. Bei derartigen Prozessen dient das Halbleiterplättchen als Unterlage oder als Substrat und der Abscheidungsvorgang aus dem gasförmigen Zustand erfordert eine chemische Prozeßführung bei einer erhöhten Temperatur. Bei den z.Zt. gebräuchlichen Verfahren wird für die Halbleiterplättchen eine Unterlage aus Graphit benutzt, welche auch oft als Schiffchen bezeichnet wird. Diese Unterlage muß hohe Temperaturen aushalten ohne hierbei chemisch mit dem Material der daraufliegenden HaIbleiterplättchen zu reagieren. Um ein möglichst hohen Grad an Reproduzierbarkeit der so hergestellten Halbleiterbauelemente bezüglich ihrer Arbeitscharakteristiken zu erhalten, ist es erforderlich, eine im wesentlichen gleichförmige Verteilung der Bedingungen z.B. der Temperaturverteilung sicherzustellen, denen die einzelnen Plättchen während des Herstellungsverfahrens ausgesetzt sind. Dieses ist etwas problematisch bei den z.Zt. bekannten Prozessen, da die Temperaturverteilung innerhalb der benutzten Reaktionskammer nicht ohne weiteres innerhalb ihres gesamten Volumens gleichförmig verteilt ist. Vielmehr werden meistens merkliche Temperaturgradienten innerhalb des Volumens des Reaktionsrohres aus Quarz bestehen. Oft sind bereits Temperaturunterschiede von vorneherein unvermeidbar, wenn nämlich die zu behandelnden Plättchen durch einen Bewegungsvorgang aus einer weniger heißen Zone in die eigentliche Heizzone gebracht werden. Darüber hinaus
Docket pi 968 020 009823/1661
wird im allgemeinen die Lage des Graphitträgers von einer Charge zur anderen gewissen Änderungen unterworfen sein, was sich wiederum ungünstig auf die Gleichförmigkeit und Reproduzierbarkeit der Temperaturverteilung auswirkt.
Fernerhin erfolgt die chemische Behandlung der Halbleiterplättchen innerhalb eines in einem Ofen befindlichen Reaktionsrohres aus Quarz durch Einführung verschiedener gasförmiger Substanzen in das Reaktionsrohr. Die so transportierten gasförmigen Substanzen lie- t fern einen weiteren Grund für eine nicht gleichförmige Verteilung der Temperatur im Inneren und auf der Oberfläche der zu behandelnden Halbleiterplättchen.
Die Granphitträger, welche eine Charge von zu behandelnden Halbleiterplättchen während der Prozeßführung aufnehmen, tragen bis zu einem gewissen Grade zu einer Temperaturstabilisation dieser Plättchen bei. Die bisher zur Aufnahme der Plättchen benutzten Unterlagen besitzen aber als Primärfunktion meist zunächst nur den Zweck, die Halbleiterplättchen mechanisch innerhalb der Reaktionskammer zu haltern und sind meist nicht dafür konstruiert, in erster Linie für stabile Temperaturbedingungen innerhalb der verschiedenen Halbleiterplättchen einer Charge zu sorgen, wobei durch geeignete Formgebungs- und Betriebsmaßnahmen ein Angleich auch der Temperaturbedingungen für verschiedene Chargen angestrebt werden kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Verarbeitung von Halbleiterplättchen insbesondere durch epitaktische Prozesse die Temperaturverteilung innerhalb und auf der Oberfläche dieser Plättchen besonders günstig zu gestalten, wobei insbesondere Wert darauf gelegt wird, einen hohen Grad von Gleichförmigkeit bezüglich der Temperabrverteilung über die Oberfläche eines jeden Plättchen hinweg zu gewährleisten, unabhängig von der jeweiligen Lage des Plättchen auf der Halterungsvorrichtung, so daß durch diese Maßnahme Temperaturgradienten und damit innere
009823/1661
Docket FI 968 020
thermische Beanspruchungen vermieden oder zumindestens reduziert werden. Durch Sicherstellung eines guten Wärmeübergangs zwischen der die Halbleiterplättchen tragenden Graphitunterlage und den Plättchen soll erreicht werden, daß die Unterlage selbst temperaturstabilisierend für jedes darauf befindliche Plättchen wirkt. Weiterhin sollen Maßnahme ergriffen sein, um Wärmeverluste durch Wärmestrahlung insbesondere an den Ecken der zu behandelnden Plättchen auf ein geringes Maß herabzusetzen.
Die nach der Lehre der vorliegenden Erfindung konstruierte Halterungsvorrichtung erfüllt die oben gestellten Forderungen. Sie besteht im wesentlichen aus einem aus einem umgebenden Hochfrequenzfeld Wärmeenergie aufnehmenden Graphitblock mit einer Masse, die wesentlich größer ist als die der zu halternden Halbleiterplättchen .
Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung der Plättchen innerhalb kreiszylindrischer Aussparungen im Graphitblock so erfolgt, daß die Plättchen lediglich in peripheren Bereichen durch ringförmige Leisten unterstützt werden, derart, daß die Aufheizung der Halbleiterplättchen überwiegend durch " Wärmestrahlung zwischen Boden- und Wandflächen der Aussparungen und der Halbleiterplättchen erfolgt.
Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung sowie aus den dazugehörigen Figuren hervor. In diesen bedeuten:
Fig. 1 Eine schematische Ansicht einer Reaktionskammer bestehend aus einem Quarzrohr mit eingesetztem Träger zur Halterung von einem oder mehreren Halbleiterplättchen. Träger mit Plättchen sind von einem Hochfrequenzfeld überlagert und werden auf eine für die jeweils auf dem Plättchen abzuscheidende Substanz geeignete Temperatur aufgeheizt;
Docket FI 968 020 009823/1661
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Träger für die Halbleiterplättchen in dem die einzelnen Halterungsstellen (Aussparungen) für die Plättchen deutlich zu sehen sind;
Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung entlang der Geraden 3-3 in Fig. 2;
Fig. 4 eine graphische Darstellung der Temperaturverteilung über ein zu behandelndes Halbleiterplättchen;
Fig. 5 eine graphische Darstellung ähnlich wie in Fig. 4, bei der jedoch keine Zentrierung des Trägers bezüglich der Heizzone vorgenommen wurde und
Fig. 6 eine Querschnittsdarstellung ähnlich wie in Fig. 3 mit einer etwas gegenüber Fig. 3 modifizierten Halterungsweise für Halbleiterplättchen größeren Durchmessers .
Wie aus der Fig. 1 zu entnehmen,ist die schematisch dargestellte Reaktionskammer 10, bestehend aus einem Quarzrohr 12 sowie aus einem herausnehmbaren Graphitträger oder Schiffchen 20 für die Halterung einer Charge von zu behandelnden Halbleiterplättchen in einem Hochfrequenzfeld angeordnet. Dieses bewirkt die Aufheizung der Halterung mit den darauf befindlichen Halbleiterplättchen. Die Hochfrequenzspule 14 erhält ihre Energie aus der schematisch angedeuteten Hochfrequenzsqueüe 16. Mit 18 ist eine Zuführungsmöglichkeit für verschiedene für die Behandlung der Halbleiterplättchen erforderliche Materialien angedeutet, die für diesen Zweck vorgesehenen Gasquellen sind ebenfalls schematisch angedeutet und mit 20a, 20b, 20c bezeichnet.
Docket FI 968 020 009823/1661
Nach Einschaltung der Hochfrequenzenergiequelle 16 werden sowohl der aus Graphit bestehende Träger 20 als auch die kristallinen Halbleiterplättchen 25 Energie aus dem Hochfrequenzfeld aufnehmen. Die Masse des Trägers 20 ist wesentlich größer als die Gesamtmasse der zu behandelnden kristallinen Halbleiterplättchen 25. Die in dem Graphitträger gespeicherte Wärmemenge gibt bei geeigneter Anordnung Anlaß zu einer weitgehend gleichförmigen Tem-
^ peraturverteilung über die zu behandelnden Halbleiterplättchen.
™ Eine solche gleichförmige Verteilung ist in jedem Fall zur Optimierung der Abscheidungsbedingungen für die auf den Plättchen zu erzeugenden dünnen Materialschichten erforderlich.
In der Halbleitertechnik ist es zwar seit langem bekannt, Träger aus Graphit für die Halterung der zu behandelnden Halbleiterplättchen innerhalb eines Reaktionsgefäßes aus Quarz anzuordnen, um so mittels eines hochfrequenten Feldes die erforderliche Aufheizung der Halbleiterplättchen zu bewirken. Bisher wurde jedoch die Aufmerksamkeit weniger darauf gerichtet, die Anordnung dieses Graphitträgers so zu treffen, daß eine für die durchzuführenden Abscheidungsreaktionen optimale Wärmeverteilung sichergestellt wird.
Die Formgebung und die Anordnung dieser die zu behandelnden Halbleiterplättchen halternden und aufheizenden Trägervorrichtungen wird nach der Lehre der vorliegenden Erfindung so getroffen, daß infolge der Massenverteilung und der Geometrie des Trägers isotherme Zonen in der Umgebung eines jeden der zu behandelnden Halbleiterplättchen entstehen, so daß sich insgesamt für die vorzunehmenden Abscheidungsreaktionen optimale Bedingungen, insbesondere geringe Wärmestrahlungsverluste von den nicht so intensiv aufgeheizten Stellen an den Kanten und Ecken der Plättchen eintritt, was im wesentlichen durch Sicherstellung eines guten und gleichförmigen Wärmeübergangs zwischen den Plättchen und der Graphitunterlage bewirkt wird.
Zur Erläuterung dieser Maßnahmen ist insbesondere auf die Fign. 2
»χ** π »β «ο 008823/1661
und 3 zu verweisen. Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, ist der Graphitträger 12 mit einer Reihe von taschenartigen Aussparungen 30 versehen, in die jeweils ein Plättchen der/behandelnden Charge eingegeben wird, wobei die Abmessungen der Aussparungen und der zu behandelnden Plättchen optimal aneinander angepasst sind. Die in Fig. 2 gezeigte Aussparung 30 ist im wesentlichen eine kreiszylindrische Vertiefung mit der peripheren Wand 32, die in Bodennähe in die ringförmige Leiste 34 übergeht, deren Höhe sich nur geringfügig über das Bodenniveau der Aussparung 30 erstreckt. Diese Einzelheiten der Geometrie der Aussparung 30 sind im Detail in der Querschnittsdarstellung von Fig. 3 gezeigt, wobei dieser Schnitt entlang der Linie 3-3 der Fig. 2 genommen wurde. Wie aus der Fig. zu ersehen, bildet die periphere Wand 32 der Aussparung 30 die äußere Begrenzung des für das Einsetzen eines Halbleiterplättchens vorgesehenen Raumes, wobei die Abmessung des Plättchens selbst so eingerichtet wird, daß es bequem in die Aussparung 30 hineinpasst und auf der ringförmigen Leiste 34 aufsitzt. Der durch die periphere Wand 32 gegebene Durchmesser der kreisförmigen Aussparung beträgt D + 0,12 cm, wobei D dem vorgesehenen Durchmesser des in der zu halternden Halbleiterplättchens entspricht. Da die Aussparung einen etwas größeren Durchmesser als das Plättchen besitzt, kann dieses in die vorgesehene Aussparung eingegeben oder herausgenommen werden, ohne daß eine Reibung an der Fläche der peripheren Wand 32 in Kauf genommen werden müsste.
Der innere Durchmesser der ringförmigen, stufenartigen Leiste 34 ist gegeben durch D - 0,12 cm, wobei D wieder den Durchmesser des in die Aussparung einzusetzenden Halbleiterplättchen bedeutet.
Die genannten Abmessungen der Aussparung stellen sicher, daß das Plättchen leicht und ohne Reibung in die Aussparung eingesetzt oder herausgenommen werden kann. Gleichzeitig wird erreicht, daß das zu halternde Halbleiterplättchen nur innerhalb eines kleinen peripheren Flächenbereiches auf der unterstätzenden Leiste 34 aufliegt.
Docket FI 968 020 009823/1661
Die vertikalen Abmessungen der Aussparungen sind in Fig. 3 ebenfalls angedeutet, wobei der Buchstabe S die Stärke des zu behandelnden Plättchen im Rohzustand, d.h. vor seiner Behandlung bedeutet. Wie zu entnehmen, sind etwa 3/4 der Stärke des Plättchens als Tiefenerstreckung der Aussparung und zwar gemessen von der Oberfläche bis zur oberen Kante der ringförmigen Unterstützungsstufe vorgesehen. Die Höhe der ringförmigen unterstützenden Leiste
|ϊ' 34 ist entsprechend geringer und liegt in der Größenordnung von
etwa 1/4 der Stärke des zu behandelnden Plättchens. Das Halbleiterplättchen wird jeweils so in die halternde Aussparung eingepasst, daß es die in Fig. 2 dargestellte symmetrische Laga einnimmt, was für die Wärmeübergangsverhältnisse zwischen Träger und gehaltertem Plättchen bedeutsam ist. Wie aus der Fig. 3 zu ersehen, ist der Abstand zwischen der unteren Fläche des gehalterten Plättchens und der Bodenfläche der Aussparung ziemlich gering und fast die gesamte Oberfläche des Plättchens wird daher durch Strahlung von der Bodenfläche 36 der Aussparung aufgeheizt. Gleichzeitig befindet sich die unterstützende ringförmige Leiste auf einer verhältnismässig gleichförmigen, durch die verhältnismässig große Masse des Graphitträgers 12 stabilisierten Temperatur. Infolge der be-
W schriebenen Anordnung wird jeder asymmetrische Wärmemengenverlust des Plättchens durch eine gleichförmige Wärmezufuhr an den peripheren Stellen des Plättchens vermieden, über die unterstützende Leiste 34 ist eine zusätzliche Ausmittelung der Temperaturwerte über die gesamte Oberfläche der zu behandelnden Plättchen hinweg gegeben, so daß bei der Anordnung nach der Lehre der vorliegenden Erfindung eine gleichförmigere Temperaturverteilung erzielt wird, als das bei bisher benutzten halternden Trägern für Halbleiterplättchen der Fall war. Temperaturdifferenzen zwischen benachbarten Punkten innerhalb der kristallinen Halbleiterplättchen werden so im wesentlichen vermieden. Infolgedessen sind die dünnen, auf der Oberfläche der zu behandelnden Plättchen abgeschiedenen Schichten weniger stark Beanspruchungen während des Aufheizens oder während des Abkühlens der Plättchen auf normale Umgebungstemperatur unterworfen.
009823/1661
Docket FI 968 O2o
_ 9 —
Die Fign. 4 und 5 zeigen graphische Darstellungen der Temperatur-Verteilungen, welche an herkömmlichen Halterungsvorrbhtungen für kristalline Halbleiterplättchen gemessen wurden, bei denen keine besondere Maßnahmen zum Temperautrausgleich vorgesehen sind. Außerdem sind in den Figuren Vergleichsmessungen für die entsprechende Temperaturverteilung gezeigt, die bei Halterungen nach der Lehre der vorliegenden Erfindung gemessen wurden.Der Unterschied dieser Temperaturverteilungen ist typisch und besonders in der Gegend der Peripherie der Plättchen bemerkenswert. Wie aus der Fig. 4 ersichtlich, zeigt der an einer gewöhnlichen bisher in der Halbleitertechnik üblichen Halterung für Halbleiterplättchen gemessene Kurvenverlauf 40 ein ziemlich stark ausgeprägtes Maximum, von dem aus die Temperaturen nach beiden Seiten, d.h. vom Zentrum des Plättchen zur Peripherie hin, einen ziemlich starken Abfall aufweisen.
Andererseits zeigt die Kurve 50, gemessen an einer isothermen Halterung für Halbleiterplättchen nach der Lehre der vorliegenden Erfindung, eine sehr viel gleichförmiger verlaufende Temperaturverteilung über den Durchmesser des Plättchens hinweg, wobei die Temperaturdifferenzen im Vergleich zur Kurve 40 besonders an den peripheren Stellen stark voneinander abweichen.
Die in Fig. 4 gezeigten Messungen wurden bei einer Anordnung durchgeführt, bei der die Plättchenträger bezüglich der Heizzone zentrisch innerhalb der Reaktionskammer einjustiert waren, um so eine besonders symmetrische Temperaturverteilung zu erzielen. Fig. 5 zeigt dahingegen zwei entsprechende Kurven, die bei einem weiteren Versuch gemessen wurden, bei dem der Träger mit den Halbleiterplättchen willkürlich, d.h. also ohne zusätzliche Zentriermaßnahmen in die Reaktionskammer eingesetzt wurden. Die Kurve 60 zeigt hier bei Messwerte, die mit in herkömmlicher Weise gehalterten Halbleiterplättchen gewonnen wurden. Die Kurve zeigt ein ähnlich ausgeprägtes Maximum mit starkem Abfall nach den peripheren Seiten zu, wie dies für die Kurve 40 der Fall ist. Die Kurve 70 verläuft
Docket FI 968 020 0 0 9 8 2 3/1661
ähnlich wie das für die Kurve 50 in der Fig. 4 der Fall ist, was der hier ebenfalls vorliegenden isothermen Halterung des Plättchens nach der Lehre der vorliegenden Erfindung zuzuschreiben ist. Die in Fign. 4 und 5 gezeigten Kurven sind bezüglich de Höchstwertes aller gemessener Werte normiert. Normalerweise besitzen die kristallinen Plättchen 25 einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser und eine ziemlich geringe Stärke. In manchen Fällen ist es jedoch wünschenswert, die Lehre der vorliegenden Erfindung auch auf Halbleiterplättchen mit größeren Abmessungen anzuwenden. Wird der Durchmesser der Plättchen vergrößert, so ist naturgemäß durch die stattfindende Erhitzung die Möglichkeit einer Ausdehnung und einer gewissen Absenkung im zentralen Bereich des Plättchens gegeben. Die in Fig.' 6 gezeigte Modifikation der Ausbildung der Trägeraussparung zeigt, wie einer derartigen Absenkung des zentralen Bereiches des Plättchens mittels eines zusätzlich vorgesehenen zentralen ünterstutzungspunkt 38 abgeholfen werden kann. Hierdurch wird auch bei Erhitzung des Plättchens ein Absenken seines zentralen Bereiches vermieden und im wesentlichen die oben beschriebenen Resultate sichergestellt. Im folgenden seien die Vorteile eines nach der Lehre der vorliegenden Erfindung ausgebildeten halternden Trägers für die zu behandelnden Halbleiterplättchen zusammengefasst:
1. Die zu behandelnden Halbleiterplättchen werden in erster Linie durch Wärmezufuhr mittels Strahlung vom Träger aufgeheizt, wodurch eine ungfeLche Aufheizung durch unterschiedlichen Wärmeübergang, hervorgerufen durch unterschiedlichen Wärmekontakt zwischen Plättchen und Unterlage vermieden wird;
2. Eine gleichförmigere Temperaturverteilung über das Halbleiterplättchen hinweg infolge der Aufheizung durch Wärmestrahlung für den überwiegenden Flächenbereich der Plättchen und durch Aufheizung,nur geringer peripherer Bereiche,
DooKet PI 968 020 009823/1661
durch Wärmeleitung und durch Strahlung;
3. Die gleichmäßigere Aufheizung der als Substrat dienenden Halbleiterplättchen bewirkt ein gleichförmigeres Wachsen
der auf dem Plättchen abzuscheideiien Schichten. Umgekehrt erfolgt auch bei Dampfätzungen eine gleichförmigere Abtragung des Siliziummaterials;
4. Eine Herabsetzung oder Vermeidung eines Massentransportes
vom Träger zum Halbleiterplättchen auf der Kontaktseite. , Die Rückseiten der behandelten Halbleiterplättchen fallen glatter aus, da die sonst bei ganzflächiger Unterstützung an bestimmten Auflagestellen bevorzugt wachsende Siliziumstellen durch die klein gehaltene Auflagefläche (Unterstützung nur an den peripheren Stellen) ebenfalls stark reduziert werden.
Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die im allgemeinen kreisförmigen Halbleiterplättchen im wesentlichen an ihren peripheren Stellen auf dem Träger aus Graphit gehaltert werden. Der Träger bzw. das Schiffchen erstreckt sich innerhalb des Reaktionsgefäßes im wesentlichen in querverlaufender Erstreckung etwa in dessen Mittelebene. Unter dieser Bedingung erhält man durch die hochfrequente Heizung mit Hilfe der Spulen 14 eine maximale Heizwirkung in der Gegend der Wände des Reaktionsgefäßes. Gleichzeitig ist aber der zentrale Bereich der Halbleiterplättchen weiter von diesen maximal beheizten Bereichen entfernt, wodurch der induktive Heizeffekt im wesentlichen nach einer Sinusfunktion an dieser Stelle reduziert erscheint. Diese Reduktion wird wirksam dadurch kompensiert, daß eine Wärmeleitung sowohl durch die Halterung selbst als auch durch die zu behandelnden Plättchen hindurch erfolgt. Dieser Ausgleicheffekt trägt wesentlich zur gewünschten isothermen Temperaturverteilung über das gesamte Halbleiterplättchen bei.
Docket FI 968 020 009823/1661

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    rl. Halterungsvorrichtung aus Graphit zur Erzeugung isothermer Temperaturverteilungen auf mittels Hochfrequenzenergie erhitzen, epitaktischen Prozessen zu unterwerfenden Halbleiterplättchen mit einer Masse, die wesentlich größer als die der zu behandelnden Halbleiterplättchen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung der Plättchen innerhalb kreiszylindrischer Aussparungen (30) im Graphitblock so erfolgt, daß diese Plättchen lediglich in peripheren Bereichen durch ringförmige Leisten (34) unterstützt werden, derart, daß die Aufheizung der Halbleiterplättchen überwiegend durch Wärmestrahlung zwischen Boden- und Wandflächen der Aussparungen (3o) und der Halbleiterplätbchen erfolgt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kreiszylindrischen Aussparungen (30) einen Durchmesser
    k D + 0,12 cm und eine Höhe von etwa 3/4 S und die ringförmigen Leisten einen inneren Durchmesser von D - 0,12 cm bei einer -Höhe von etwa 1/4 S besitzen, wenn D den Durchmesser und S die Stärke der zu behandelnden Halbleiterplättchen bedeuten.
  3. 3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Halbleiterplättchen bezüglich der Aussparungen als auch die Halterungsvorrichtung selbst bezüglich des aufheizenden hochfrequenten Feldes zentriert eingepasst werden.
  4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für Halbleiterplättchen mit größerem Durchmesser ein Sützpunkt 38 zur Vermeidung der Absenkung des zentralen Bereiches der Plättchen vorgesehen ist.
    Docket FI 968 020 009823/1661
DE1956055A 1968-11-08 1969-11-07 Halterungsvorrichtung für Halbleiterscheiben Expired DE1956055C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US77433968A 1968-11-08 1968-11-08

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1956055A1 true DE1956055A1 (de) 1970-06-04
DE1956055B2 DE1956055B2 (de) 1973-05-30
DE1956055C3 DE1956055C3 (de) 1975-01-23

Family

ID=25100954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1956055A Expired DE1956055C3 (de) 1968-11-08 1969-11-07 Halterungsvorrichtung für Halbleiterscheiben

Country Status (5)

Country Link
US (1) US3539759A (de)
JP (1) JPS4812671B1 (de)
DE (1) DE1956055C3 (de)
FR (1) FR2022844A1 (de)
GB (1) GB1287797A (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0092435A1 (de) * 1982-04-20 1983-10-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Verfahren und Suszeptor zur Verwendung beim Abscheiden von Schichten aus der Gasphase
EP0147967A2 (de) * 1983-12-09 1985-07-10 Applied Materials, Inc. Induktiv beheitzter Reaktor zur chemischen Abscheidung aus der Dampfphase
DE102016101003A1 (de) 2016-01-21 2017-07-27 Aixtron Se CVD-Vorrichtung mit einem als Baugruppe aus dem Reaktorgehäuse entnehmbaren Prozesskammergehäuse

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3839991A (en) * 1969-07-17 1974-10-08 Siemens Ag Apparatus for the production of homogeneous and plane parallel epitactic growth layers of semiconducting compounds by melt epitaxy
US3664294A (en) * 1970-01-29 1972-05-23 Fairchild Camera Instr Co Push-pull structure for solution epitaxial growth of iii{14 v compounds
NL7103019A (de) * 1971-03-06 1972-09-08
NL7209297A (de) * 1972-07-01 1974-01-03
US3980854A (en) * 1974-11-15 1976-09-14 Rca Corporation Graphite susceptor structure for inductively heating semiconductor wafers
SE7710800L (sv) * 1976-10-05 1978-04-06 Western Electric Co Forfarande for astadkommande av ett epitaxiellt skikt pa ett substrat
US4339645A (en) * 1980-07-03 1982-07-13 Rca Corporation RF Heating coil construction for stack of susceptors
US5242501A (en) * 1982-09-10 1993-09-07 Lam Research Corporation Susceptor in chemical vapor deposition reactors
JPS5959876A (ja) * 1982-09-30 1984-04-05 Ushio Inc 光照射炉の運転方法
US4535228A (en) * 1982-12-28 1985-08-13 Ushio Denki Kabushiki Kaisha Heater assembly and a heat-treatment method of semiconductor wafer using the same
JPS59222922A (ja) * 1983-06-01 1984-12-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 気相成長装置
US4504730A (en) * 1983-10-04 1985-03-12 Ushio Denki Kabushiki Kaisha Method for heating semiconductor wafer by means of application of radiated light
US4535227A (en) * 1983-10-04 1985-08-13 Ushio Denki Kabushiki Kaisha Method for heating semiconductor wafer by means of application of radiated light
US5308594A (en) * 1985-12-04 1994-05-03 Massachusetts Institute Of Technology Edge-heat-sink technique for zone melting recrystallization of semiconductor-on-insulator films
US5296089A (en) * 1985-12-04 1994-03-22 Massachusetts Institute Of Technology Enhanced radiative zone-melting recrystallization method and apparatus
US4780174A (en) * 1986-12-05 1988-10-25 Lan Shan Ming Dislocation-free epitaxial growth in radio-frequency heating reactor
US5534072A (en) * 1992-06-24 1996-07-09 Anelva Corporation Integrated module multi-chamber CVD processing system and its method for processing subtrates
JP2701767B2 (ja) * 1995-01-27 1998-01-21 日本電気株式会社 気相成長装置
US5685906A (en) * 1995-03-23 1997-11-11 Seh America, Inc. Method and apparatus for configuring an epitaxial reactor for reduced set-up time and improved layer quality
JPH08264464A (ja) * 1995-03-24 1996-10-11 Shin Etsu Handotai Co Ltd 気相成長方法
JPH0936049A (ja) * 1995-07-21 1997-02-07 Mitsubishi Electric Corp 気相成長装置およびこれによって製造された化合物半導体装置
DE10156441A1 (de) * 2001-05-18 2002-11-21 Mattson Thermal Products Gmbh Vorrichtung zur Aufnahme von scheibenförmigen Objekten und Vorrichtung zur Handhabung von Objekten
CN1271678C (zh) * 2001-05-18 2006-08-23 马特森热力产品有限责任公司 搬运装置
TWI541928B (zh) * 2011-10-14 2016-07-11 晶元光電股份有限公司 晶圓載具
CN206516610U (zh) 2014-04-18 2017-09-22 应用材料公司 基板处理腔室
KR20230116078A (ko) * 2014-05-21 2023-08-03 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 열 처리 서셉터
US10196741B2 (en) 2014-06-27 2019-02-05 Applied Materials, Inc. Wafer placement and gap control optimization through in situ feedback
US20170032992A1 (en) 2015-07-31 2017-02-02 Infineon Technologies Ag Substrate carrier, a method and a processing device
EP3482415A4 (de) * 2016-07-09 2020-02-26 Applied Materials, Inc. Substratträger

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2826666A (en) * 1954-02-15 1958-03-11 Tung Sol Electric Inc Improvement in apparatus for growing single crystals
US3272350A (en) * 1964-09-25 1966-09-13 Westinghouse Electric Corp Method and apparatus for semiconductor wafer handling
US3436255A (en) * 1965-07-06 1969-04-01 Monsanto Co Electric resistance heaters
US3399651A (en) * 1967-05-26 1968-09-03 Philco Ford Corp Susceptor for growing polycrystalline silicon on wafers of monocrystalline silicon

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0092435A1 (de) * 1982-04-20 1983-10-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Verfahren und Suszeptor zur Verwendung beim Abscheiden von Schichten aus der Gasphase
EP0147967A2 (de) * 1983-12-09 1985-07-10 Applied Materials, Inc. Induktiv beheitzter Reaktor zur chemischen Abscheidung aus der Dampfphase
EP0147967A3 (en) * 1983-12-09 1988-03-16 Applied Materials, Inc. Induction heated reactor system for chemical vapor deposition
DE102016101003A1 (de) 2016-01-21 2017-07-27 Aixtron Se CVD-Vorrichtung mit einem als Baugruppe aus dem Reaktorgehäuse entnehmbaren Prozesskammergehäuse

Also Published As

Publication number Publication date
FR2022844A1 (de) 1970-08-07
US3539759A (en) 1970-11-10
GB1287797A (en) 1972-09-06
DE1956055B2 (de) 1973-05-30
DE1956055C3 (de) 1975-01-23
JPS4812671B1 (de) 1973-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1956055A1 (de) Halterungsvorrichtung aus Graphit zur Erzeugung isothermer Temperaturverteilungen auf mittels Hochfrequenzenergie erhitzten,epitaktischen Prozessen zu unterwerfenden Halbleiterplaettchen
DE69126724T2 (de) Vorrichtung zur Dampfphasenabscheidung
DE3855539T3 (de) Sublimationsanwachsen von siliziumkarbideinkristallen
DE112010004736B4 (de) Aufnahmefür cvd und verfahren zur herstellung eines films unterverwendung derselben
DE10055648B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Siliziumwafers mit gesteuerter Störstellenverteilung und damit hergestellter Siliziumwafer
DE68925297T2 (de) Verfahren zum gleichmässigen Bilden polykristalliner Stäbe mit grossem Durchmesser durch Pyrolyse von Silan sowie ein Reaktor dafür
DE60102669T2 (de) Vorrichtung und verfahren zur epitaktischen bearbeitung eines substrats
DE60003892T2 (de) Wolfram-dotierter tiegel und verfahren zu seiner herstellung
DE2049229A1 (de) Einrichtung fur das epitaktische Aufwachsen einer Halbleiterschicht
DE112012001845T5 (de) Vorrichtung zum Abscheiden von Materialien auf einem Substrat
DE112005000715T5 (de) Halbleitereinkristall-Herstellungsvorrichtung und Graphittiegel
DE2331664A1 (de) Verfahren zur behandlung einkristalliner scheiben durch erhitzung auf einer durch hochfrequenzinduktion erhitzten auflagevorrichtung und vorrichtung mit einer solchen auflagevorrichtung zur anwendung bei diesem verfahren
DE3686570T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen von einkristallen nach dem czochralski-verfahren.
EP1225255B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Einkristalls aus Silicium
DE2619965A1 (de) Verfahren zur einstellung des sauerstoffgehalts in siliciumkristallen
DE112013001934T5 (de) Verfahren zum Herstellen eines Siliziumcarbid-Substrats
DE2059713A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Halbleiter-Einkristallen nach der Czochralski-Methode
DE4438398C2 (de) Wärmebehandlungsverfahren für Verbindungshalbleiter und Verwendung eines Suszeptors in der Wärmebehandlung
DE69110814T2 (de) Einrichtung zur thermischen Behandlung mit Waferhorde.
DE112018002163B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Silicium-Einkristalls, Verfahren zur Herstellung eines epitaktischen Silicium-Wafers, Silicium-Einkristall, und epitaktischer Silicium-Wafer
EP0758689B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Einkristallen
DE102019132933A1 (de) Suszeptor und vorrichtung zur chemischen gasphasenabscheidung
EP1127176B1 (de) Vorrichtung zum herstellen und bearbeiten von halbleitersubstraten
DE112012004967T5 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Züchtung von Ingots
DE3026030A1 (de) Vorrichtungsteile zur herstellung von halbleiterelementen, reaktionsofen und verfahren zur herstellung dieser vorrichtungsteile

Legal Events

Date Code Title Description
SH Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
8339 Ceased/non-payment of the annual fee